Состав мембраны ионоселективного электрода для потенциометрического определения ионов натрия

 

Изобретение относится к электроаналитической химии, а именно к ионоселективным мембранным электродам на основе нейтральных переносчиков, и предназначено для потенциометрического определения активности (концентрации) ионов натрия в разнообразных природных и промышленных объектах. Целью изобретения является повышение избирательности определения натрия в присутствии других и однозарядных катионитов и расширение рабочего интервала PH. В мембрану вводят в качестве электродно-активного вещества краун-эфир, 2, 5, 8, 11-тетраоксабицикло-[10, 4, 0] гексадекан, 4<SP POS="POST">1</SP>-трет-бутил-циклогексано-12-краун-4(4<SP POS="POST">1</SP>-TB и ЦГ12К4) при следующем соотношении мембранных компонентов, мас.%: 4<SP POS="POST">1</SP>-TB и ЦГ12К4 0,5 - 2,0

пластификатор 63,0 - 68,0

поливинилхлорид 30,0 - 35,0

тетрафенилборат натрия 0,3 - 1,2. Электрод с использованием такой мембраны обладает высокой избирательностью к ионам натрия и широким диапазоном измеряемых концентраций. 1 ил., 2 табл.

сОюз сОВетсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИК щ) G 01 N 27/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСКОМ .Ф СвйДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ дО изоыРетениям и отнРытиям пРи гкнт сссР (21) 4437986/31-25 (22) 09.06.88 (46} 15.04.90. Ьюл. У 14 (71) Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского

АН СССР и МГУ им. М.В. Ломоносова (72) Ю.А. Золотов, P Ä. Цингарелли, Л.К. Шпигун, Н.С. Зефиров, В.В. Самошин, О.А. Зеленкина, Э.А. Караханов, А.Г. Дедов и Е.Б. Неймеровец (53) 543.257 (088.8) (56) G. Moody et al, In Ion — $е1есtive Electrietes in Analytical Chemistry New Jork, Plenum Press, 1978, р. 287.

Ieng I. et al, Sodium Ion - Selective Electrode Based on Crown Erher

Phosphotungstic Acid Precipitation, Analyst, 1984, v. 109, р. 641-643. (54) СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ НАТРИЯ (57) Изобретение относится к области электроаналитической химии, а именно

Изобретение относится к электроаналитической химии, а именно к ионоселективным мембранным электродам на основе нейтральных переносчиков, и предназначено для потенциометрического определения активности (концентрации) ионов натрия в разнообуазных природных и промышленных объектах.

Целью изобретения является повышение избирательности и расширение рабочего интервала.рН функционирова-

„„Я0„„1557507 А 1

2 к ионоселективным мембранным электродам на основе нейтральных переносчиков, и предназначено для потенциометрического определения активности (концентрации) ионов натрия в разнообразных природных и промышленных объектах. Целью изобретения является повышение избирательности определения натрия в присутствии другихи однозарядных катионитов и расширение рабочего интервала рН. В мембрану вводят в качестве электродно-активного вещества краун-эфир, 2, 5, 7, 11-тетраокса: бицикло-(10, 4, 0 ексадекан, 4 -трет-бутил-циклогексано-1 2-кр ау н-4- (4 —

-tBu ЦГ12К4} при следующем соотношес ° ф нии мембранных компонентов, мас. l:

4 -tBu ЦГ12К4 0,5-2,0; пластификатор 63,0-68,0; поливинилхлорид 30,035,0; тетрафенилборат натрия 0,3-1,?. С

Электрод с использованием такой мембраны обладает высокой избирательностью к ионам натрия и широким диа— пазонам измеряемых концентраций.

4щ

1 ил., 2 табл.

Сд

-ния натрййселективного мембранного электрода.

На чертеже показано влияние рН на электродную функцию мембраны по отношению к ионам натрия.

Пример. Методика приготовления. 0,5 мг (1R, 12R)-15-трет-бутил-2, 5,8, 11-тетраоксабицнкло (10.4.0 ) гексадекана (4 -tBu ЦГ12К4) смешивают с раствором, содержащим 15 мг ПВХ, 30 мг пластификатора и 0,15 мг тет1557507 рафенилбората натрия в 0,6 мл перег- нанного тетрагидрофурана. Смесь нагревают до полного растворения ЭАВ.

После охлаждения полученный раствор заливают в стеклянное кольцо на стеклянной пластине. В течение 24 ч происходит равномерное испарение тетрагидрофурана, после чего мембрана готова к применению. 10

В табл. 1 пр едставле ны характеристики натрийселективной мембраны на основе 4 -tBu ЦГ12К4 °

Полученные данные свидетельству- . ют о том, что применение 4 -tBu 15

ЦГ12К4 в качестве ЭАВ позволяет изготовить электрохимическую мембрану, характеризующуюся достаточно низким пределом обнаружения, высокой селективностью к ионам натрия и пригод- 20 ную для потенциометрических измерений при низких значениях рН. Мемб рана может быть использована как сенсорный элемент при создании натрий,селективного электрода. Такой элект- 25 род может быть применен при решении различных аналитических задач, в . частности связанных с клиническим анализом, агрохимическими и гидрохимическими исследованиями. 30

Электрохимическое поведение мембран, содержащих 0,5-2,0 мас. электродно-активного компонента (ЭАВ), характеризуется широким диапазоном определяемых содержаний натрий (от

1 0 10 до 1"10 И МаС1). Дальнейшее увеличение концентрации ЭАВ в мембране ведет к некоторому повышению нижнего. предела обнаружения ионов натрия и лимитируется растворимостью макроцикла в фазе мембраны. При концентрации ЭАВ, меньшей 0,5 мас., резко уменьшается стабильность мембранного потенциала. Указанные количества поливинилхлорида и пластифика- 45 тора (О-НФОЭ) в мембране соответствуют нормам, обычно принятым при изготовлении мембран такого вида, и обеспечивают требуемую толщину и эластичность мембраны (0,2 мм). Ввведение в мембрану небольших количеств тетрафенилбората натрия, содержащего липофильный анион, существенно увеличивает электропроводность мембраны и улучшает ее кинетические характерисгики.

В табл 2 приведены коэффициенты селективности иатрийселективного электрода. Потенциометрическая селекФормула и э обретения

Состав мембраны ионоселективного электрода для потенциометрического определения ионов натрия, содержащий электродно-активное вещество, пластификатор, поливинилхлорид, а в качестве липофильной добавки — тетрафенилборат натрия, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения избирательности определения натрия в присутствии других однозарядных катионов и расширения рабочего интервала РН, в качестве электродно-активного вещества использован

2,5,8, 11-тетраоксабицикло 110.4.0) гексадекан, краун-эфир, (4 -трет-бутил-циклогексано-12-краун-4 (4 -tBu

ЦГ12К4) при следующем соотношении мембранных компонентов, мас. :

4 -tBu ЦГ12К4 0,5-2,0

Пластификатор 63-68

Поливинилхлорид 30-35

Тетрафенилборат натрия 0,3-1,2

Таблица 1

Характеристики натрийселективных электродов на основе 4 -tBu

ЦГ12К4

Na-Сэ на основе

4 -tBu ЦГ12К4 .

Электродные характеристики

Линейная область функционирования электрода, NaC1M

Диапазон рН

Электрическое сопротивление, ИоМ

1,0 10 1, 0 10

1,5 — 10, О

0,1 тивность мембран, как показывают результаты ее оценки методом измерения

ЭДС в 0,1 И растворах индивидуальных солей металлов, достаточно высокая.

По сравнению с прототипом значения коэффициентов селективности для ионов других щелочных металлов по-отношепот нию к натрию К„ „заметно ниже, что позволяет йспользовать электрод с предложенной мембраной для анализа сложных по составу объектов. Согласно чертежу мембрана сохраняет электродную функцию по отношению к ионам натрия в очень широком интервале рН (1, 5-10,0). Срок службы мембраны не менее 6 мес.

1557507

Таблица 2

Коэффициенты селективности натрийселективного электрода

Катионы X"

КатиоПот на1)х

nor м х" ма,х ны> Х

3 5 7 У 11 ри

Составитель А. Копытин

Техред А.Кравчук Корректор 0. Ципле

Редактор Е. Копча

Заказ 715 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уагород, ул. Гагарина, 101

Li+

К

КЬ

Cs

Н+

NH

Ag+

xg

Ca "

Sr 2+ (4,11+0,35) 10 (8,03+0,82) 10 (8,57 0,84) 10 9 (2,38+0,84).10 (4,81+2,18) 10 (i 21+0,46) 10

2,56+1,02 (1,37+0,32)10 (5,40+4;14) 10 + (2,93+2,22)10 + 4.

Ва

cu ++

РЬ

С1"

ZQ

Ni

Со

Nn +

Hg+

Hg 1 (2,15 0,67) 1О (3,52 1,78)-10 (1,82 0 46) 10 ç (2,02+0,91)10 (1,48+ t, 13) 10 (1,56+0, 79) 10 (4, 23+ 1, 43) ° 1 0 (8, 13+2,32) 10 (2,79 2,63) 10 (3,94+2,05) 10